التقارير تقارير السيارات تقارير الهيدروجين رئيسية سيارات هيدروجين

رفع كفاءة سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية.. تقنية مصرية جديدة

داليا الهمشري

2023-12-02

0 1٬261

ظهرت سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية منافسًا قويًا للسيارات الكهربائية، التي ما تزال تعاني من مشكلة نقص البطاريات، ضمن التوجّه لخفض انبعاثات قطاع النقل.

في ظل أزمه الاحتباس الحراري وتغير المناخ، يبحث العلماء عن حلول بديلة لتخزين الطاقة المُولدة من مصادر طبيعية نظيفة مثل الشمس والرياح، وإيجاد حلول لتحويل السيارات التي تعمل بمحرك الاحتراق التقليدي إلى الكهرباء، مثل الحافلات والقطارات.

وما يزال التوسع في استعمال المركبات الكهربائية يواجه صعوبات عملية تتمثل في عدم وفرة بطاريات الليثيوم أيون، لمواكبة احتياجات قطاع النقل للتحول إلى العمل بالكهرباء النظيفة.

وهنا تظهر الحاجة إلى العمل على تطوير سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية، لدعم خطة تحول الطاقة، وتغذية قطاع النقل بالبدائل النظيفة، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية

مواجهة تغير المناخ

قالت الباحثة المصرية بجامعة ستانفورد الدكتورة مروة عطوة -خلال تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة-، إن خلايا الوقود الهيدروجينية تولّد كهرباء من الهيدروجين الناتج من مصادر نظيفة، مثل التحليل الكهربائي للمياه من خلال تفاعلات كهروكيميائية.

وأضافت أن هذه الآلية تعتمد على وجود خلايا جلفانية عند القطبين الموجب والسالب، ويفصل بين هذين القطبين فاصل موصل للبروتونات وغير موصل للكهرباء.

ويُستخدم الهيدروجين وقودًا عند القطب الموجب، إذ يتأكسد إلى بروتونات وإلكترونات، ثم تتحرك البروتونات خلال الفاصل إلى القطب السالب، حتى تتم عملية اختزال لأكسجين الهواء عن طريق الاتحاد مع البروتونات القادمة من القطب الموجب والإلكترونات القادمة من الدائرة الكهربائية الخارجية لإنتاج الماء، الذي يمثّل الناتج الرئيس من هذه العملية.

وتابعت عطوة: "سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية لا تؤدي إلى أيّ انبعاثات، على عكس محركات الاحتراق في السيارات العاملة بالوقود الأحفوري، مما يجعل التوسع في هذا النوع من السيارات ضرورة لمواجهة تغير المناخ".

واستطردت أن سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية تتميز -كذلك- بكفاءة عالية تصل إلى 80% مقارنًة بمركبات محركات الاحتراق التي تتراوح ما بين 20 - 40% فقط.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي، من إعداد منصة الطاقة المتخصصة، تركيب خلية الوقود الهيدروجينية:

سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية

التغلب على التحديات

تواجه سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية عددًا من التحديات، من بينها ثبات المواد المُستعمَلة عند الأقطاب، ولا سيما القطب السالب (الذي يحدث عنده اختزال للهيدروجين)، بالإضافة إلى درجة كفاءة العامل المُحفز المُستعمَل عند هذا القطب.

وللتغلب على هذه التحديات، نجحت الباحثة المصرية -من خلال أبحاث نُشرت ورُوجعت من قبل الأقران في هذا المجال- في تحضير خلايا وقود هيدروجينية تتمتع بثبات مرتفع وكفاءة عالية تتناسب مع طبيعة عمل المركبات الثقيلة، مثل حافلات النقل العام والقطارات وغيرها.

وتمكنت مروة عطوة، مع فريقها البحثي الذي تعمل معه في جامعة ستانفورد، من تصنيع أقطاب سالبة بمواد عالية الثبات والكفاءة، وأُثبت ذلك عمليًا من خلال اختبار هذه الأقطاب تحت ظروف التشغيل العادية لسيارات خلايا الوقود الهيدروجينية.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..